http://www.liangtou.com/article/10000706902
量子纠缠及其在量子通信中的应用- 豆丁网
www.docin.com/p-365049212.html
轉為繁體網頁
轉為繁體網頁
2012年3月18日 - 量子纠缠由于其非定域的特性，在量子信息中——特别是在量子通信中， ..... 中的信息，Alice 必须把她的那个量子位发给Bob，Bob 通过局域地操作，
科学网—浅议物理学与金融学的关系- 葛永华的博文
blog.sciencenet.cn/blog-1031478-719086.html
轉為繁體網頁
轉為繁體網頁
科学网—答一位想学金融物理学大一学生的困惑- 汪秉宏的博文
blog.sciencenet.cn/blog-4673-309797.html
轉為繁體網頁
轉為繁體網頁
浅议物理学与金融学的关系 
精选
精选
|
物理学已是一门高度成熟的学科，对物理成果的应用不但极大地促进了应用技术的发展，而且还成为其他许多学科的研究基础。近些年物理学对社会科学的渗入也已经有相当迅速的发展，特别是将物理学研究的成果和方法应用到经济和金融领域已成为经济学的一个崭新领域。自从1999年夏，欧洲物理学会开始举办物理在金融中的应用的物理学年度会议，《Physica A》和《Econophysics》已成为刊登这方面最新研究成果的两个专业期刊，第二届国际经济物理学会议（ICE）将会于2013年9月13-14在希腊举行。这几年，每年都有几个有关经济和金融物理学的学术研讨会，每年有一些这方面的专著问世，有些已被翻译成中文版[1]。在我国，也一直有研究人员在跟踪并从事金融物理的研究[2]。在最近公布的上海市中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）中，明确提出要推动数学和物理科学在金融领域中的应用。在开展前瞻性布局，拓展研究的深度和广度的23个优先研究主题中也明确提出要进行“金融数学和金融物理中的价格形成，金融风险、经纪人相互作用模型、期权定价等理论和方法”的研究。物理学的理论应用于金融学已有很多成功的例子，譬如：
1.布朗运动理论应用于金融学
从历史上看，现在所知的第一个应用物理学理论进行金融市场分析的是1900年法国数学家路易斯•巴舍利耶（Louis Bachelier），他把悬浮在液体中的花粉粒子的布朗运动理论应用到了股票市场的分析，把股票价格不定值归结为一个数学公式，这个数学公式在物理学上是一个布朗运动公式，比爱因斯坦的导出早了几年。1950年，莫里斯·肯德尔提出了股价随机游走的观念，人们也将股票（期货）市场价格波动看成是连续时间内的布朗运动。1973年美国麻省理工学院数学家布莱克(F. Black)和芝加哥大学经济学家修斯（M. Scholes）通过现代股票市场分析建立了人们称之为Black-Scholes的方程，这个公式同统计物理中的Fokker-Planck方程密切相关，经过默顿（R. Merton）的进一步的研究，使其得到了进一步的发展和完善，现今又叫做B-S-M公式。默顿（R. Merton）和修斯（M. Scholes）共同获得了1997年的诺贝尔经济学奖。
2.统计物理理论应用于金融学
在研究经济系统时要获得描述特定系统中经济体交互作用的详细与精微过程往往是做不到的，但可以得到对全局的或在一定尺度下的经济行为的某种理解；在统计物理学中，同样我们在不知道个体或子系统详细与精微描述的前提下得到系统整体行为的某种定量理解。我们可以将经济系统看成是一种由大量交互作用的子系统所组成的复杂系统，从而用统计物理学的方法来定量研究经济行为。至少可以用统计物理学概念，如随机动力学、短程与长程相关、耗散结构、自相似性和自组织、混沌、分形、相变、熵流等来深入描述一些经济现象的机制。这对研究经济与金融领域处于极端不平衡时随时间演化中的各种特征或许是一个极其有效的工具，或许还会成为一种应对可能产生“金融风暴”甚至是“金融战争”的致胜法宝。
3.量子物理理论应用于金融学
再从另一个角度来看，社会经济活动是一个大数量个体事件构成的体系，金融市场中各种活跃的现象组成了一个数量不固定、可以产生和消灭的体系；而量子场论就是对可变自由度的体系进行粒子物理的产生和湮灭现象的研究。金融市场是在某些宏观因素规范下运作的市场活动，其中个别事件行为常被不可捉摸的人的意念所左右；与之类似，量子物理系统也是在一定规范下物体的运动，其中也有完全不可确定、不可预测的起伏。因此，量子物理与金融学可以有共同的基点，也可以利用量子物理学研究问题的方法来研究经济金融学。伊林斯基通过Abel量子化规范场理论同金融市场做类比，在金融市场中作“套利”运作。将金融市场描述为由投资组合构成的“金融场”，并以套利场代替电磁势，其中的一个坐标描述组合的价值，其他的坐标描述在组合中各种资产所占的比例，而金融行为被当作在这个场中的运动。他的工作之意义在于不仅修正了B-S-M公式[3]。
由此，我们可以可以初步地体会物理学与金融学的关系：
首先，从本质上说物理学与金融学都是实验科学，都是从客观发生的现象或实验出发去发现总结具有普遍性的规律或规则，然后再应用这些规律或规则来解释或预测更多的现象和实验，从而实现我们对客观现实的认识并能创造出巨大的应用价值。在早期实现这种认识都只是定性的，但物理学早已跨越了亚里斯多德时代，已非常有效和完美地进入了定量物理学的研究阶段，而经济学、金融学目前正努力地在向这一阶段发展。
其次，物理学与金融学在研究对象及其行为上有很多共同的特征。众所周知，物理学研究的一个重要方面是对大量个体组成的热运动系统的研究，在一定的非平衡条件下，热运动系统会形成耗散结构、会出现分形、混沌、自组织和自相似性等生动的现象。而作为金融学主要研究对象的金融市场也是一个由大量个体组成的复杂系统，也具有分形、混沌、自组织和自相似性等生动的现象。就金融市场最简单的研究结果——波浪理论而言，我们也完全可以找到其相似的物理现象，如大海的潮汐、一年中大气温度的波动等。
第三，物理学与定量的金融学在研究方法和研究工具上是非常相似的。在研究具体问题时，物理学与定量的金融学都要在对客观物质系统的全面分析基础上抽象出适合的数学模型，然后用数学或用计算机求解出有用的结论。数学和计算机对物理学和金融学都是非常重要的。但从根本上说，数学和计算机都只是一种工具。在对客观物质系统复杂的作用机制及其遵循的规律分析上，在如何抽象出适合的数学模型上，在探讨物质系统所能呈现的各种特征上，物理学在很多地方都可以为金融学研究提供有效的帮助。
第四，从本质上说，世界上所有的一切都是在共同的客观规律支配下运作的，所不同的只是结构层次上有较大的区别而已。而我们知道，很多不同结构层次的物质系统会呈现许多共同的特征，在很多地方可以互相借鉴。物理学已经给化学、生物学、生命科学等其它自然科学带来过启示和突破，我们同样有理由相信，物理学也必定会给金融学等社会科学带来新的活力和突破。与此同时，这些交叉学科的发展也必定会给物理学注入新的无限的活力与生机。
参考文献：
[1]譬如有[美]卡里尔·伊林斯基著的《金融物理学》（机械工业出版社，2003）；[法]简.菲利普.鲍查德，[比]马克.波特合著的《金融风险理论——从统计物理到风险管理》（经济科学出版社，2002）；[美]埃得加.E.彼德斯著的《资本市场的混沌与秩序》（经济科学出版社，1999）；[美]曼特尼亚.斯坦利著的《经济物理学导论：金融中的相关性与复杂性》（中国人民大学出版社，2006）等。
[2]例如，中国科技大学物理系非线性中心，北京师范大学管理学院系统科学系，浙江大学物理系、中科院数学与系统科学院，中国人民大学物理系，以及北京航天航空大学物理系等。
[3]卡里尔·伊林斯基. 金融物理学，殷剑峰，李彦译，北京：机械工业出版社，2003，1-94，246.
答一位想学金融物理学大一学生的困惑 精选
精选
|||
----- Original Message -----
From: smithsbs
To: <bhwang@ustc.edu.cn>
Sent: Wednesday, April 07, 2010 5:52 PM
Subject: 一位想学金融物理学大一学生的困惑
> 汪教授，你好
> 我是一位在物理学院的大一学生，十分喜欢物理和金融方面的知识。而在我去年报考中国科学技术大学的时候，就是想在科大学一些金融物理学的知识。然而现在我有一些困惑想请教一下您，希望您能在百忙之中替我解答一下我的困惑。谢谢您。
> 1. 金融物理学本身是一个交叉学科。我很想知道在目前阶段，我需要在学习本物理系的课程之外还需要怎样来补充一下金融方面的知识。是选修一些跨专业的课程（因为我听说大三可以选修跨专业的课，那如何选择），还是报双学位，还是其他？
> 2. 我很想出国，我想问一下出国的话如何能够在国外能够攻读商学院或者金融方面的专业？
> 打扰您了，希望您能解答我的疑惑，谢谢您。
=========================================
smithsbs 同学：
所谓金融物理学就是用理论物理学（特别是统计物理学、非线性科学、复杂系统理论、计算物理、量子力学量子场论及规范场理论方法）来研究金融市场这一复杂系统。
所以你想学金融物理学，那么首先就要学好理论物理（包括四大力学、计算方法、高超的计算模拟本领）等课程。除非你只对于传统的经济学、金融学感兴趣，并不关心是否要用物理学方法做你的研究工具。如果是后者，那么，你应该转学到本校的商学院去。
附件发来一些关于金融物理学的启蒙文章，供你参考。
adaporg9912002 Farmer：物理学家企图攀登金融之象牙塔
adaporg9912002Farmer
PhysicaA269 Stanley：经济物理学：物理学家对于经济科学能否有贡献
PhysicaA269Stanley
Schulz 统计物理与经济学：概念－工具及应用
Schulz 统计物理与经济学
Science2009年7月复杂系统与网络专辑 中译文
Science复杂系统与网络专辑 中译文
以下给出一些可以了解中科大复杂系统研究组当前的复杂系统研究方向的网址，供你浏览：
科学网博客： http://www.sciencenet.cn/u/bhwangustc/
http://www.sciencenet.cn/u/pb00011127/
科学网复杂网络论坛： http://www.sciencenet.cn/g/ComplexNets/
中科大非线性科学中心网站： http://nlsc.ustc.edu.cn
Science2009年7月复杂系统与网络专辑的英文原文及中文翻译：http://nlsc.ustc.edu.cn/phpcms/2010/0401/158.html
复杂系统研究青年论坛（2010年 3月23-24日）之全部报告：http://nlsc.ustc.edu.cn/phpcms/2010/0324/157.html
军事科学院 曾宪钊教授（2010年3月28日）学术报告会
“美军对恐怖组织网络的动态分析及对军事网络科学的探索”http://nlsc.ustc.edu.cn/phpcms/2010/0323/156.html
希望这些信息对于你有用。
汪秉宏 (中国科学技术大学 近代物理系)
----------------------------------------------------
Bing-Hong Wang
Professor, Institute of Theoretical Physics
Department of Modern Physics
University of Science and Technology of China
Hefei, Anhui 230026, P.R.China
Phone: (86-551) 3607407(O) ，3601206(H)
Mobil: (86) 13905696151 Fax: (86-551) 3603574
Email: bhwang@ustc.edu.cn
Personal Webpage: http://nlsc.ustc.edu.cn http://www.sciencenet.cn/u/bhwangustc/
----------------------------------------------------
导师与学生
http://blog.sciencenet.cn/blog-4673-309797.html
上一篇：中国科学技术大学复杂系统研究青年论坛日程及报告摘要
下一篇：系统科学与复杂网络专题研讨会暨第四届中欧复杂性科学夏季学校公告
From: smithsbs
To: <bhwang@ustc.edu.cn>
Sent: Wednesday, April 07, 2010 5:52 PM
Subject: 一位想学金融物理学大一学生的困惑
> 汪教授，你好
> 我是一位在物理学院的大一学生，十分喜欢物理和金融方面的知识。而在我去年报考中国科学技术大学的时候，就是想在科大学一些金融物理学的知识。然而现在我有一些困惑想请教一下您，希望您能在百忙之中替我解答一下我的困惑。谢谢您。
> 1. 金融物理学本身是一个交叉学科。我很想知道在目前阶段，我需要在学习本物理系的课程之外还需要怎样来补充一下金融方面的知识。是选修一些跨专业的课程（因为我听说大三可以选修跨专业的课，那如何选择），还是报双学位，还是其他？
> 2. 我很想出国，我想问一下出国的话如何能够在国外能够攻读商学院或者金融方面的专业？
> 打扰您了，希望您能解答我的疑惑，谢谢您。
=========================================
smithsbs 同学：
所谓金融物理学就是用理论物理学（特别是统计物理学、非线性科学、复杂系统理论、计算物理、量子力学量子场论及规范场理论方法）来研究金融市场这一复杂系统。
所以你想学金融物理学，那么首先就要学好理论物理（包括四大力学、计算方法、高超的计算模拟本领）等课程。除非你只对于传统的经济学、金融学感兴趣，并不关心是否要用物理学方法做你的研究工具。如果是后者，那么，你应该转学到本校的商学院去。
附件发来一些关于金融物理学的启蒙文章，供你参考。
adaporg9912002 Farmer：物理学家企图攀登金融之象牙塔
adaporg9912002Farmer
PhysicaA269 Stanley：经济物理学：物理学家对于经济科学能否有贡献
PhysicaA269Stanley
Schulz 统计物理与经济学：概念－工具及应用
Schulz 统计物理与经济学
Science2009年7月复杂系统与网络专辑 中译文
Science复杂系统与网络专辑 中译文
以下给出一些可以了解中科大复杂系统研究组当前的复杂系统研究方向的网址，供你浏览：
科学网博客： http://www.sciencenet.cn/u/bhwangustc/
http://www.sciencenet.cn/u/pb00011127/
科学网复杂网络论坛： http://www.sciencenet.cn/g/ComplexNets/
中科大非线性科学中心网站： http://nlsc.ustc.edu.cn
Science2009年7月复杂系统与网络专辑的英文原文及中文翻译：http://nlsc.ustc.edu.cn/phpcms/2010/0401/158.html
复杂系统研究青年论坛（2010年 3月23-24日）之全部报告：http://nlsc.ustc.edu.cn/phpcms/2010/0324/157.html
军事科学院 曾宪钊教授（2010年3月28日）学术报告会
“美军对恐怖组织网络的动态分析及对军事网络科学的探索”http://nlsc.ustc.edu.cn/phpcms/2010/0323/156.html
希望这些信息对于你有用。
汪秉宏 (中国科学技术大学 近代物理系)
----------------------------------------------------
Bing-Hong Wang
Professor, Institute of Theoretical Physics
Department of Modern Physics
University of Science and Technology of China
Hefei, Anhui 230026, P.R.China
Phone: (86-551) 3607407(O) ，3601206(H)
Mobil: (86) 13905696151 Fax: (86-551) 3603574
Email: bhwang@ustc.edu.cn
Personal Webpage: http://nlsc.ustc.edu.cn http://www.sciencenet.cn/u/bhwangustc/
----------------------------------------------------
导师与学生
http://blog.sciencenet.cn/blog-4673-309797.html
上一篇：中国科学技术大学复杂系统研究青年论坛日程及报告摘要
下一篇：系统科学与复杂网络专题研讨会暨第四届中欧复杂性科学夏季学校公告
11 强涛 赵星 苗元华 李泳 左正伟 朱辉 李玉剑 rosejump 侯振宇 daliang Sgeek
发表评论 评论 (17 个评论)
- [17] 匿名
- 好好学习经济学和崇敬那些经济学伟人，不然物理学家和数学家说的和做的就是笑话。
- [16] 匿名
- 可以很负责的告诉你们，金融物理只是物理想捞钱或者解决物理系学生就业而
产生的一个怪物。物理学生对金融的贡献仅仅限于编程和Pde。一个不好好学习经济而把物理生搬硬套进金融只能让你成为编程工具而被主流不齿。
- [15] 匿名
- 如果想出国，编程语言学学Python吧！简单易学，容易跟其他程序设计语言混合编程，容易转向并行计算。好处很多。真心希望以后国内的计算机教育，向这个语言倾斜！
- [14][游客]nb
- sb
- [13]杨锐
- 首先，汪老师好，我是杨锐，不知道您还记不记得学生？呵呵。这个同学的信好像和我当年给您的第一封信也一摸一样。对于这个小同学，我建议他学好概率论，编程（c/c++），数学学好，我觉得理论物理就不错。他将来想从事的工作现在应该是叫quantative finance,我建议他有时间可以看看http://www.pinggu.org/bbs/thread-450824-1-1.html 不过他还早，把数理基础和编程知识打牢，其他都不是问题。
博主回复：杨锐：你好啊！很久没有听到你的音信了。你对于提问同学的回复非常好！最近在忙什么研究？盼保持联系。祝你在美国学习与研究与日俱进！
- [12][游客]majian
- 9楼提到的金融物理的网站是：http://unifr.ch/econophysics/
恰好今天Dirk Helbing贴了一封公开信，内容主要是针对当前金融研究现状的讨论，并提出可以采用统计物理等方法研究金融问题，详见：http://unifr.ch/econophysics/blogs/?p=25
- [11]huayuwujie
- 学无止境
- [10]侯振宇
- 非常喜欢汪教授的这个答疑！
- [9]鲁晨光
- 买了一本金融物理学书， 感觉主要是统计
和期权定价
还没有把物理学过程--比如热机做工过程--贯彻到金融过程
- [8]闫小勇
- 看来我也要恶补四大力学、计算方法等课程了，上学时都没学过…………
- [7]whale11
- 确实,国外有金融物理(经济物理)的网站,奇迹文库那里可以连接到,似乎是:eco-physics,那里有好多免费的文章下载,本科生要是学习金融数学,金融物理,有一定的难度.
博主回复：谢谢提供金融物理(经济物理)网站之信息。若能够直接给出这些网站的网址，对于许多有兴趣涉猎金融物理学的青年学子包括我自己会很有益的。再次感谢！
- [6]梅龙伟
- 汪老师好巧啊！竟然在科学网上看到您博客了，可能您不记得我，我上过您的复杂系统课呢，和陈博奎一起的
博主回复：梅龙伟博士，我记不清你是哪一届的科大学生了。您现在哪里高就或者深造呢？请与我email联络.
- [5]李泳
- 知道用非线性方法研究经济，却不知道还生出那么一个学科来了。
- [4]xkobe
- 看了最近几期《物理》上的经济物理学专题，觉得这个领域很有意思也很有活力。
- [3]daliang
- 汪老师您好！我是一个生态学专业的学生，生态系统也是一个不折不扣的复杂系统，我最近看到一些人想把统计物理的方法（最大熵原理）应用到生态学中的尝试，这些人有生态学家，也有物理学家[1]，不知道您对统计物理在生态学（生物学）中的应用前景怎么看？或者理论物理能给生态学提供哪些思想和方法？希望您百忙中能抽空解答我的疑问，谢谢！
[1] Banavar J. & Maritan A. 2007. The maximum relative entropy principle. arXiv
Volkov I., Banavar J. et al. 2009. Inferring species interactions in tropical forests. PNAS
Shipley B. et al., 2006. From plant traits to plant communications: a statistical mechanistic approach to biodiversity. Science
......
- [2]zhanglj
- 第一次听说还有这么个学科，长见识了
人类行为的统计物理研究
人类行为具有高度的复杂性。研究人类行为中的规律，对于经济学、社会学、管理学的研究和应用有着极为重要的价值。长期以来，对人类的社会行为的研究主要为心理学所关注，通过心理学实验的方法，研究人类在各种环境下的心理反应是其主要的研究手段。 最近数十年来，人们在复杂系统研究领域内取得了令人瞩目的成就。复杂系统的研究具有着天然的综合性和交叉性，它所涉及的问题几乎遍及人们所研究的绝大多数领域，不但包括物理学、生物学等自然科学学科，也包括了经济学、社会学等社会学科。随着对复杂系统研究的不断深入，该领域的研究对各种社会学科的渗透越来越强烈，其理论影响和实际应用也越来越广泛。近年来，对人类行为的统计研究已经成为复杂系统中的一个重要议题。 不同于传统的心理学实验的方法，复杂系统研究者对于人类行为的研究主要通过统计物理的方法：通过对大量的人类行为事件进行定量统计，研究其中所隐藏的统计性规律，并根据所研究的问题，提出基本假设，建立理论模型，来探索这些规律的产生机制和可能的动力学影响。基于这样的研究方法，近年来人们发现了人类行为中所存在的大量的特殊的现象和规律，这些发现引发了人们对更深一步地探索人类的社会行为的热潮。特别是从2005年以来，仅在Nature, Science, PNAS，PRL等强影响因子期刊上就已经发表了三十余篇文章。
1，人类行为时间统计特性的实证研究
在以往一些的对社会、经济系统的研究中，常常把单个人的行为简化为可以使用泊松过程描述的稳态随机过程。这种假设必然导致的推论是人的行为的时间统计特征应该是较为均匀的，两个相继行为之间存在极大的时间间隔的概率很小。但是，自2005年以来，通过对电子邮件发送与回复、邮件通信等人类行为的时间间隔的实际统计，人们发现这些行为存在与上述假设极为不同的特性[1,2]：长时间的静默与短期内的高频率的爆发，同时呈现在这些人类行为中，其时间间隔分布存在满足反比幂函数的胖尾，也就是说，这些行为的发生过程是不能用泊松过程描述的。这一出人意料的研究结论提示人们，人类的个体行为可能存在复杂的动力学机制，而随之而来的一个重要的问题是，这种非泊松特性在人类行为中是不是普遍存在的？人们对这一问题进行了极为广泛的研究。
通过各种不同的数据收集方法，人们的研究涉及市场交易[3,4,5,6]、网站浏览[7,8]，电影点播[9]，欣赏网络音乐[10]，手机通讯[11]，在游戏及虚拟社区中的行为[12,13]，计算机指令的使用行为[14]等，包含了商业行为、娱乐行为、日常使用习惯等众多的人类行为，在这些行为中，普遍发现有类似的偏离泊松过程的特性。这些现象显示出，除了受到生理周期强烈影响的部分行为外，时间间隔统计所显示的非泊松特性可能是在人类行为中普遍存在的。
除了时间间隔分布，部分人类行为事件前后时间间隔的相关性也得到了研究者的注意。研究发现，这些人类行为相邻时间间隔的相关性并不明显，而其他同样存在爆发性和长期静默性的自然现象（如地震等）常常存在正的相关性[15]。这一项研究初步把人类行为和其他复杂系统中的行为特性进行了比较，暗示可能存在统一的深层机制。
2，人类行为动力学模型研究
上述统计特性说明人类的众多行为是不能使用泊松过程来描述的，那么一个重要的问题是：这种胖尾分布的行为特征的来源是什么？目前的一种重要的解释是基于任务队列理论的[1,16,17,18]，它把人的各种日常行为视作处理一系列的任务，并根据日常生活经验假设对这些待处理任务进行优先级划分，首先处理高优先级者，指出这种具有优先权的行为模式是造成胖尾分布的重要原因。这种基于任务队列的理论模型可以合理地解释很多人类行为中的非泊松特性，例如电子邮件和水陆邮件的发送等，而且可以相当容易的推广到存在多个个体之间的交互的情况[19]，在解释人类行为时间统计胖尾分布特征方面取得了很大的成功。
此外，由于人类行为的复杂性，影响人类行为的因素是多种多样的，所以，有部分研究从不同于任务队列的方面出发，提出了多种非排队论模型。例如，有的工作考虑了人类行为中的记忆效应[20]，有的研究了行为的周期性和季节性对非泊松机制的影响[21]，近期的一种理论从多重泊松分布的角度解释了人类的行为特性[22]。
最后，国际上有少数工作研究了人类行为的非泊松特性对网络传播、通讯等动力学过程的影响。例如，发现相比于一般的泊送特性，这种非泊松特性可以给系统带来一些特殊性质，比如更快的传播速度等[23]。由于这一领域发展时间很短，在这一问题上还有海量的工作等待研究。
3，人类行为空间统计特性的研究
除了发现人类行为的时间间隔分布中广泛存在有非泊松特性，最近也发现在人类行为的空间分布中也存在有非泊松特性等复杂现象。2006年通过统计帐单传递[24]，人们间接地发现了人类的旅行行程分布存在接近于幂律的胖尾；2008年，Gonzalez等通过统计移动电话用户在不同基站区域的漫游过程[25]，更进一步的研究了人的旅行行程分布，同样发现该分布具有无标度特性，与早期的结果基本一致。更为直接的基于GPS数据的统计结论[26]也支持人类行程分布中存在无标度特性。此外，在生物学观测也发现大量的动物物种的运动具有类似的幂律形式的行程分布[27，28，29]。由于这种幂律形式的行程分布存在较高频率的远程运动，它无法通过经典的随机行走进行描述。这种行程分布的广泛性，使得人们需要去思考它背后的动力学机制是什么。虽然对于动物行为中的幂律行程分布已经提出了觅食效率优化[30,31]、嗅觉梯度机制[32]、确定性行走[33]等。目前对人类的这种行程分布模式的产生机制的解释方面的研究仍然是空白。在另一方面，由于这类非泊松特性常常会使得系统出现若干特殊性质，那么这种人类行为的空间分布上的非泊松特性同样可能影响到城市交通、人流控制、紧急避险等系统的运作，可能会使其带有若干特殊性质，这些问题目前尚未被研究，也值得研究者的注意。
4，人类行为动力学对传播的影响
人类行为的特性，不仅帮助人们更好的了解自己的行为特征，进一步挖掘这些统计数据背后所隐藏的人类特性，还关系到了人们对于多个方向的模拟和理解，其中讨论最多的，应属人类动力学对于疾病在人群中传播的影响。在这里主要从时间和空间两个方向来介绍人类行为对于传播的速度、波及的范围、预防的策略等的影响。
经典的疾病传播模型，都基于一些有悖于人类真实行为的假设：1、人活动的时间间隔相同，即所有人都均匀的在每个时间步活动一次，这里的“活动”，是指传播或康复的行为；2、所有人活动的频率在群体中是无差别的，即每个个体的活动密度一样。然而，参考前文人类时间间隔实证统计发现，这些假设与人类行为具有的阵发性、记忆性和活跃性有着很大的出入。
为关注人类活动的阵发性对于病毒传播的影响，Vázquez等人用人们查收E-mail的两组数据，分别为3188个用户之间发送的129135封邮件，1729165个用户之间互发的39046030封邮件，在实证数据的网络上，根据真实时间间隔，模拟了网络上计算机病毒的传播情况[43]。以天和小时为单位的统计结果，都表明人类行为的时间间隔满足幂率分布，会极大程度上减慢病毒的传播。人类活动的阵发性对于病毒传播具有明显的延迟作用。
文献[44]也运用SIR模型通过模拟，讨论了时间分布的阵发性对于传播过程的影响，设置了存在等待时间的模型，并得到结论：时间的异质性越强，病毒存活的概率越小。
在人类活动时间间隔满足阵发性的基础上，为探讨时间序列的记忆性对传播过程的影响，Karsai等人基于电话网络的实证数据，时间跨度为9个月，在规模为N=4.6×106的网络上模拟传播[45]。通过对比网络是否含权重、网络是否有向、通话时间分布是否有记忆性，模拟结果表明，人类行为时间和空间上的异质性会一定程度的减慢传播过程。
时间的异质性又体现在个体与群体两个层面上，也有工作进一步比较了二者对于疾病传播的速度的影响[46]。所谓群体层面的时间异质性，是指每个人活动的时间序列，间隔平均，而人与人之间的频率有较大差别，满足幂律分布，而个体层面的时间异质性，表现为人与人之间活动的频率相同，而单人活动的时间间隔满足幂律分布。群体层面上时间的异质性对传播速度的影响非常大，相比之下，个体层面上的对传播影响很小。
为了揭示人类的行程分布对于传播过程的影响，Ni等人利用连接概率与度成正比，与欧氏距离成反比的机制，构造网络，并在网络上模拟传播过程[47]。研究发现，行程分布的几何特征越鲜明，即人们更倾向于去到距离自己欧氏距离比较近的地方，病毒传播所波及的范围就越小,持续时间也就越短。
相比于个体形成分布的活动特征，更多人关注，在宏观的意义上，人类的长程旅行对于病毒在城市间扩散的影响。早在2004年，Hufnagel等人就在美国的航空网络上，假设人口密度随机分布，建立了SARS病毒传播的模型[48]。该模型考虑了局部病毒传播，和城市间由于飞行造成病毒传播两种因素，模拟出的结果与实证很好的吻合，并提出了有效地预防及抑制疾病传播的策略。针对以上模拟及解析结果，Hufnagel等人还提出了相应的预防策略，通过模拟，比较了减少局部地区个体接触和减少长程出行两种预防策略，得出孤立城市，即减少城市间的长程旅行可以更有效地防治疾病扩散，并给出了集中早期进行疫苗注射的显著效果[48]。此后，2006年Colizza 等人专门就人类长程出行的拓扑结构对于病毒扩散造成的影响进行了研究[49]。为了进一步探究网络的拓扑结构对于疾病人数分布的影响，还提出了病毒分布熵的概念，来刻画病毒流行的地区异质性。通过与实际网络病毒传播情况的对比，发现以前很多刻画人类行程拓扑结构的模型在细节上还需改进。
5，国内相关研究进展
该领域兴起也引起了国内研究者的注意。目前，中国科学技术大学复杂系统课题组、上海理工大学管理学院、上海交通大学自动化系等都已经有相关的研究论文在国内外学术期刊发表。这些工作可以简述如下：
在实证方面，中国科学技术大学复杂系统课题组的周涛等人与韩国成均馆大学及瑞典皇家学院合作研究了电影点播中的人类行为模式以及与个体活动性之间的关系[9,34], 洪伟等研究了人类短消息通讯中的时间间隔分布[35]，发现了多种无标度特性；上海理工大学课题组的张宁、李楠楠和周涛合作分析了鲁迅、钱学森等名人的邮件通讯数据[36,37]；上海交通大学的胡海波等人研究了网络在线音乐的收听行为[10]. 在理论模型方面，中国科学技术大学的韩筱璞等提出可自适应调节的兴趣机制来解释人类行为的非泊松特性[38,39]. 此外，上海理工大学方面还发表了针对人类动力学的中文综述[40]，上海理工大学的郭进利等和中国科学技术大学的周涛等人合作编写出版了专著《人类行为动力学模型》[41]，中国科学技术大学的周涛、韩筱璞、汪秉宏也在世界科学出版社出版的专著《Science Matters: Humanities as Complex Systems》中撰写了关于人类动力学研究的一个专门章节[42]。
6，面临的主要问题
由于该领域的发展时间短暂，目前在存在有大量的问题有待于深入的研究：
第一，已有的实证统计主要针对个体行为，但仍然存在大量的个体行为的特性并未被研究，已有的研究结果尚难以根据统计特性区分个体行为的主要类别；而针对团体行为的实证研究更几乎是空白。事实上，人类的行为常常受到起社会关系的影响，在这方面定量的实证研究仍然非常欠缺。另外，一些最近发展的理论，例如人类动力学的普适类假说，受到了新的实证数据的挑战，更清晰和令人信服的图景需要更多和更深入的实证分析。
第二，除了人类的个体行为，我们所做的一些最新的统计也发现，一些社会团体的宏观行为也具有类似的非泊松特性，例如国家之间的战争的时间间隔分布等；由于目前的实证统计有限，对于社会团体而言，这些特性在多大范围内存在，是否与人类个体行为具有相似的生成机制，都仍然是未知问题，需要进行深入的研究。
第三，在研究人类行为的空间分布方面，目前的实证数据全是根据帐单、手机漫游等数据间接获得的，缺少对人类行为空间分布的直接观察；而其产生机制和动力学效应方面的研究目前几乎没有。
第四，目前的理论模型研究，虽然已经提出了多种唯相机制来解释人类行为中的非泊松特性，但是这些机制难以覆盖全部的人类行为中的非泊松特性现象，需要新的更具有普适性的模型的提出。
第五，人类行为特性对各种社会系统的动力学效应的影响研究，尽管已经出现了少数这方面的研究，但是所涉及的问题众多，研究空白特别多，需要大量的工作深入进行。例如人类行为的空间分布特性是如何影响城市交通等。
[PDF]How to reconcile Market Efficiency and Technical Analysis
The gauge theory of arbitrage was introduced by Ilinski in [K. Ilinski, preprint ...... A second-order differential equation for the electrostatic potential of excited ion ...
The gauge theory of arbitrage was introduced by Ilinski in [K. Ilinski, preprint ...... 94. Drag reduction in turbulent pipe flow by applied electric potentials.
[PDF]How to reconcile Market Efficiency and Technical Analysis
arxiv.org/pdf/cond-mat/9902044
arXiv
Loading...
by A Ilinskaia - 1999 - Cited by 8 - Related articles
Key words: technical analysis, arbitrage, market equilibrium .... and volumes which can be potential indicators but only few of them survive .... excess return plays a role of the positive electric field, speculators in the long posi- ..... [19] K. Ilinski:.[PDF]Electrodynamical model of quasi-efficient financial market
arxiv.org/pdf/cond-mat/9806138
arXiv
Loading...
by KN Ilinski - 1998 - Cited by 12 - Related articles
electric field, positive charges get out of the region and thus screen the field. Comparing this ... restore the equilibrium so that there is no arbitrage opportunity any more, ... of the vector-potential are connection components responsible for the parallel .... [6] K. Ilinski: Physics of Finance, to appear in Edited Volume on Econo-.[PDF]Black-Scholes equation from Gauge Theory of Arbitrage
arxiv-web3.library.cornell.edu/.../9712034v1
Cornell University Library
Loading...
by K Ilinski - Cited by 10 - Related articles
correction to the Black-Scholes equation due to a virtual arbitrage and speculators .... fluctuations on electric charges, keeping in mind the calculation of corresponding matrix ...... their potential profit as a motivation for transactions, i.e. in the limit β → 0; ... [1] K. Ilinski, Gauge Theory of Arbitrage, IPhys Group working paper ...[PDF]Black-Scholes equation from Gauge Theory of Arbitrage
cds.cern.ch/record/340063/files/9712034.pdf
CERN
Loading...
by KN Ilinskii - 1997 - Cited by 10 - Related articles
correction to the Black-Scholes equation due to a virtual arbitrage and .... virtual quantum fluctuations and describing the influence of these fluctuations on electric ...... their potential profit as a motivation for transactions, i.e. in the limit β → 0;. 3. .... [15] K. Ilinski and A. Stepanenko: Electrodynamical model of quasi-efficient ...[PDF]Download (pdf, 275k) - Fusion Asset Management Services ...
www.fusionam.com/sitedata/files/CapitalLineDD040110.pdf
by K Ilinski - 2010 - Cited by 1 - Related articles
Jan 2, 2010 - (CAPM) [1], the Arbitrage Pricing Theory (APT) [2] and no-arbitrage pricing methods, .... Some measure of potential loss during the period T which we call ...... [9] K. Ilinski (2009), ”On optimal arbitrage trading”, Fusion Asset ...
Missing: electrostatic
[PDF]GAUGE PHYSICS OF FINANCE IPhys Group, CAPE, 14-th ...
www.phy.bme.hu/.../...
Budapest University of Technology and Economics
Loading...
by R Federation - Related articles
tary arbitrage operation (the difference between the rate of return for the operation ... charges in the same electric field, where they move in different directions. ...... K. Ilinski : Gauge theory of arbitrage, Iphys Group working paper IPHYS-1-97,.
Missing: potential
[PDF]Full-Text PDF - MDPI.com
www.mdpi.com/2073.../pdf
Multidisciplinary Digital Publishing Institute
Loading...
by S Zhou - 2010 - Cited by 1 - Related articles
Oct 21, 2010 - according to the principle of arbitrage-free equilibrium. This equation is ... The idea of gauge symmetry in finance is due to K. Ilinski [1] and K. Young [2]. Young posed ..... Hence it is potentially useful for studying further.
Missing: electrostatic
[PDF]Physica A Gauge invariant lattice quantum field theory ...
www.fiu.edu/~dupoyetb/qf.pdf
Florida International University
Loading...
by B Dupoyet - 2010 - Cited by 6 - Related articles
Sep 6, 2009 - Arbitrage through an elementary plaquette. ..... This is a particularly interesting avenue because of the potential of making predictions of ... [6] K. Ilinski, Physics of Finance — Gauge Modelling in Non-equilibrium Pricing, John ...
Missing: electrostatic
q-sepharose fast flow: Topics by Science.gov
www.science.gov/topicpages/q/q-sepharose+fast+flow.html
potential flow theory: Topics by Science.gov
www.science.gov/topicpages/p/potential+flow+theory.html
[PDF]Replicating financial market dynamics with a simple self ...
A second-order differential equation for the electrostatic potential of excited ion acoustic waves in the presence of electron and ion collisions with neutrals is ...
... due to flow along continuous surface channels which become water-filled at near-zero matric (capillary) potentials. The second mechanism, surface zone flow
For high-pressure ionization gauges, a cross section evaluated at 2/3 of the accelerating potential of the gauge is the best choice. For Bayard-Alpert and triode ...
www2.fiu.edu/~dupoyetb/lattice.pdf
Florida International University
Loading...
by B Dupoyet - 2011 - Cited by 9 - Related articles
Apr 22, 2011 - model implements the empirical observation that arbitrage ..... financial markets volatility dynamics and thus has the potential to provide future ..... [3] K. Ilinski, Physics of Finance—Gauge Modelling in Non-equilibrium Pricing, ...
Missing: electrostatic
tail fast flows: Topics by Science.gov
www.science.gov/topicpages/t/tail+fast+flows.html
by Y Shi
The gauge theory of arbitrage was introduced by Ilinski in [K. Ilinski, preprint ...... A second-order differential equation for the electrostatic potential of excited ion ...fast flowing plasma: Topics by Science.gov
www.science.gov/topicpages/f/fast+flowing+plasma.html
notification fast flow: Topics by Science.gov
www.science.gov/topicpages/n/notification+fast+flow.html
fast ionization gauge: Topics by Science.gov
www.science.gov/topicpages/f/fast+ionization+gauge.html
No comments:
Post a Comment